JP2005204443A

JP2005204443A - スイッチング電源回路

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Publication number: JP2005204443A
Application number: JP2004009445A
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Inventors: Hitoshi Tsuji; 仁司辻
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2004-01-16
Filing date: 2004-01-16
Publication date: 2005-07-28
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Abstract

【課題】要望に合った出力電圧Ｖoutの立ち上がり特性を容易に得ることを可能にする。
【解決手段】出力電圧Ｖoutをスイッチオン・オフ動作により制御するスイッチ素子Ｑと、出力電圧Ｖoutを検出し当該出力電圧Ｖoutに応じた検出電圧Ｖkを出力する出力電圧検出回路１０と、検出電圧Ｖkと設定の基準電圧との差を利用してスイッチ素子Ｑのスイッチオン・オフ動作を制御して出力電圧Ｖoutを制御する制御回路１２とが設けられているスイッチング電源回路１において、スイッチング電源回路１の起動期間中に、予め定められた波形を持つ起動制御用の電圧を、出力電圧検出回路１０の検出電圧Ｖkの導通経路上に加える起動制御用波形生成回路２５を設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子機器等に組み込まれるスイッチング電源回路に関するものである。

図９にはスイッチング電源回路の主要部分の回路構成例が示されている。このスイッチング電源回路１はトランス２を有し、トランス２の一次コイルＮ１側にはメインのスイッチ素子（例えばＭＯＳ-ＦＥＴ）Ｑが設けられ、トランス２の二次コイルＮ２側には出力側整流平滑回路３が設けられている。図９の例では、出力側整流平滑回路３は、ダイオード６，７と、チョークコイル８と、平滑コンデンサ９とを有して構成されている。

このスイッチング電源回路１においては、メインスイッチ素子Ｑのスイッチオン・オフ動作に基づいて外部電源４からスイッチング電源回路１に入力電圧Ｖinが入力し、この入力電圧Ｖinに基づいた電圧がトランス２の一次コイルＮ１に通電して一次コイルＮ１にエネルギーが蓄積される。この一次コイルＮ１のエネルギーに基づいて二次コイルＮ２から電圧が出力される。出力側整流平滑回路３は、その二次コイルＮ２から出力された電圧を整流平滑し、当該整流平滑後の電圧を出力電圧Ｖoutとして外部の負荷５に向けて出力する。

スイッチング電源回路１には、その負荷５に向けて出力される出力電圧Ｖoutを設定の電圧値に安定化させるための次に示すような構成が設けられている。例えば、図９の例では、トランス２には三次コイルＮ３が設けられ、また、スイッチング電源回路１には、三次コイルＮ３から出力する電圧を整流平滑する回路１０と、制御回路１２とが設けられている。

回路１０は、出力側整流平滑回路３と同様な回路構成を有するものである。三次コイルＮ３には二次コイルＮ２に生じる電圧に比例する電圧が発生することから、出力側整流平滑回路３と同様の回路構成を持つ回路１０によって、三次コイルＮ３に生じる電圧を整流平滑することにより、スイッチング電源回路１の出力電圧Ｖoutに応じた電圧を得ることができる。つまり、回路１０は、三次コイルＮ３の電圧を利用して出力電圧Ｖoutを間接的に検出し当該出力電圧Ｖoutに応じた検出電圧Ｖkを出力する出力電圧検出回路と成している。

制御回路１２は、その検出電圧Ｖkを利用して出力電圧Ｖoutを安定化すべくメインスイッチ素子Ｑのスイッチオン・オフ動作を制御する回路構成を有するものである。図９の例では、当該制御回路１２は、分圧抵抗体１３，１４と、エラーアンプ（誤差増幅器）１５と、基準電源１６と、ソフトスタート用回路１７と、コンパレータ２０と、三角波発生回路２１とを有して構成されている。

制御回路１２においては、出力電圧検出回路１０から検出電圧Ｖkが加えられる構成と成し、出力電圧検出回路１０からの検出電圧Ｖkは分圧抵抗体１３，１４によって分圧され、この分圧された後の検出電圧Ｖkはエラーアンプ１５の反転入力端子に加えられる。また、エラーアンプ１５の非反転入力端子には、予め定められた基準電圧Ｖrefが基準電源１６からソフトスタート用回路１７を介して加えられる。

エラーアンプ１５は、反転入力端子に加えられた検出電圧Ｖkと、非反転入力端子に加えられた基準電圧Ｖrefとの差分電圧を増幅して出力する構成を有する。つまり、この例では、エラーアンプ１５は差動増幅回路を構成している。

コンパレータ２０は、エラーアンプ１５の出力電圧Ｖcと、三角波発生回路２１から出力された図１０（ａ）に示されるような三角波Ｓとを利用して、図１０（ｂ）に示されるようなパルス信号を作成してメインスイッチ素子Ｑの制御端子（ゲート）に加える。すなわち、コンパレータ２０では、例えば、エラーアンプ１５の出力電圧Ｖcと、三角波発生回路２１の三角波Ｓとを比較し、図１０（ａ）、（ｂ）に示されるように、三角波Ｓの電圧がエラーアンプ１５から出力された電圧Ｖc以下である期間中にはパルスを出力し、三角波Ｓの電圧がエラーアンプ１５の出力電圧Ｖcよりも高い期間中にはパルスの出力を停止する。

このようにコンパレータ２０で作成されたパルス信号はメインスイッチ素子Ｑの制御端子（ゲート）に加えられ、例えば、そのパルス信号のパルスが発生しているとき（パルスがオン状態のとき）にはメインスイッチ素子Ｑがスイッチオン動作し、パルス信号のパルスがオフ状態のときにはメインスイッチ素子Ｑがスイッチオフする。つまり、コンパレータ２０からメインスイッチ素子Ｑに加えられるパルス信号はスイッチ素子制御用の信号と成している。

例えば、スイッチング電源回路１の出力電圧Ｖoutが設定の電圧値よりも低くなる方向に変化して、出力電圧検出回路１０から出力される検出電圧Ｖkが低下したときには、その検出電圧Ｖkの低下変動によって検出電圧Ｖkと基準電圧Ｖrefとの差が大きくなる。このため、エラーアンプ１５から出力される電圧Ｖcが検出電圧Ｖkの低下変動に応じて上昇することとなり、これにより、コンパレータ２０から出力されるスイッチ素子制御用の信号のパルスの幅がエラーアンプ１５の出力電圧Ｖcの上昇に応じて広がる。このスイッチ素子制御用の信号のパルス幅の広がりに基づいてメインスイッチ素子Ｑのスイッチオン期間が長くなってスイッチング電源回路１の出力電圧Ｖoutが設定の電圧値に向けて上昇する。

スイッチング電源回路１の出力電圧Ｖoutが設定の電圧値よりも高くなる方向に変化したときには、上記とは反対に、出力電圧Ｖoutの上昇変動分に応じて、エラーアンプ１５から出力される電圧Ｖcが低下して、コンパレータ２０から出力されるスイッチ素子制御用の信号のパルス幅が狭くなる。これにより、メインスイッチ素子Ｑのスイッチオン期間が短くなってスイッチング電源回路１の出力電圧Ｖoutが設定の電圧値に向けて降下する。

上記したような制御回路１２によるメインスイッチ素子Ｑのスイッチオン・オフ動作制御によって、スイッチング電源回路１の出力電圧Ｖoutの安定化が図られる。

ところで、図９のスイッチング電源回路１には、制御回路１２にソフトスタート用回路１７が設けられており、このソフトスタート用回路１７によって、電源を投入したときに出力電圧Ｖoutを緩やかに立ち上がらせることができる。図９の例では、ソフトスタート用回路１７は、スイッチ素子ＳＷと、抵抗体１８と、コンデンサ１９とを有して構成されている。このソフトスタート用回路１７では、例えば、電源が投入されてスイッチング電源回路１が起動したときに、スイッチ素子ＳＷがスイッチオンする。これにより、基準電源１６の電圧に基づいてコンデンサ１９の充電が開始され、コンデンサ１９の電圧Ｖ₁₉は、抵抗体１８とコンデンサ１９により定まる時定数でもって図１１（ａ）のグラフのように増加していく。

このコンデンサ１９の充電電圧Ｖ₁₉がエラーアンプ１５の非反転入力端子に加えられるので、そのコンデンサ１９の充電電圧Ｖ₁₉の上昇に応じて、エラーアンプ１５から出力される電圧Ｖcは、図１１（ｂ）に示されるように変化する。このため、エラーアンプ１５の出力電圧Ｖcと三角波発生回路２１の三角波Ｓとに基づいてコンパレータ２０から出力されるスイッチ素子制御用の信号のパルス幅は、図１１（ｃ）に示されるように、徐々に広がり、これにより、スイッチング電源回路１の出力電圧Ｖoutは、図１１（ｄ）に示されるように、設定の電圧値に向けて緩やかに上昇していくこととなる。

このようなソフトスタートを行うことによって、スイッチング電源回路１が起動した直後に急激に立ち上がった出力電圧Ｖoutが負荷５に供給されることが無くなって、ソフトスタートによるスイッチング電源回路１から負荷５への電力供給によって、ラッチアップ等のトラブル無く負荷５を起動させることが可能となる。

特許第３３９４９１５号公報実用新案登録第２５２０９６５号公報

図９に示すスイッチング電源回路１の構成では、起動時に、出力電圧Ｖoutが図１１（ｄ）に示されるような放物線状に増加していく波形を持つ立ち上がり特性となっているが、例えば負荷５によっては、その出力電圧Ｖoutの立ち上がり特性とは異なる波形を持つ立ち上がり特性が要求される場合がある。しかしながら、図９に示す構成では、出力電圧Ｖoutの立ち上がり特性を変更することは非常に難しかった。

本発明の目的は、起動期間中の出力電圧Ｖoutを要望に合った立ち上がり特性でもって立ち上がらせることが容易なスイッチング電源回路を提供することにある。

上記目的を達成するために、この発明は次に示す構成をもって前記課題を解決するための手段としている。すなわち、この発明は、スイッチング電源回路から出力する出力電圧をスイッチオン・オフ動作により制御するスイッチ素子と、スイッチング電源回路の出力電圧を検出し当該出力電圧に応じた検出電圧を出力する出力電圧検出回路と、その検出電圧が加えられ当該検出電圧と予め定められている基準電圧との差を利用してスイッチ素子制御用の信号を作成してスイッチ素子に加えスイッチ素子のスイッチオン・オフ動作を制御して出力電圧を制御する制御回路とを有し、また、スイッチング電源回路の起動期間中に予め定められた波形を持つ起動制御用の電圧を、出力電圧検出回路の検出電圧の導通経路上に加える起動制御用波形生成回路が設けられていることを特徴としている。

この発明によれば、起動制御用波形生成回路が設けられ、この起動制御用波形生成回路によって、スイッチング電源回路の起動期間中に、予め定められた波形を持つ起動制御用の電圧が、出力電圧検出回路の検出電圧の導通経路上に加えられる構成とした。このため、起動制御用波形生成回路から起動制御用の電圧が出力されているときには、その起動制御用の電圧波形を持つ電圧が出力電圧の検出電圧として制御回路に加えられることとなる。つまり、例えばスイッチング電源回路への電源投入の開始時のように出力電圧検出回路から検出電圧が出力されていないときには、起動制御用の電圧が出力電圧の検出電圧として制御回路に加えられ、出力電圧検出回路から検出電圧が出力されているときには、当該検出電圧に起動制御用の電圧が重畳された電圧が出力電圧の検出電圧として制御回路に加えられる。

制御回路は、その加えられた検出電圧に基づいてスイッチ素子のスイッチオン・オフ動作の制御を行ってスイッチング電源回路の出力電圧を制御するので、スイッチング電源回路の起動期間中に、起動制御用波形生成回路から出力される起動制御用の電圧の波形に応じて出力電圧を立ち上がらせることができる。

この発明では、制御回路の内部の回路構成を変更するのではなく、制御回路とは別に設けられている起動制御用波形生成回路の回路構成を変更して起動制御用の電圧の波形を変えることで、出力電圧の立ち上がり特性を変更することができる。様々な理由から制御回路の内部構成を変更することは難しいことが多いのに対して、起動制御用波形生成回路の設計変更は制御回路の変更に比べれば容易であるので、要求に合った出力電圧の立ち上がり特性を得ることが容易となる。

また、制御回路に、出力電圧検出回路の検出電圧と、設定の基準電圧との差分電圧を増幅して出力する差動増幅回路が設けられる場合に、その差動増幅回路をオペアンプを有して構成したり、シャントレギュレータを有して構成することによって、制御回路の構成を簡単にすることができる。

さらに、起動制御用波形生成回路は、スイッチング電源回路の起動期間中に充電が行われるコンデンサを持つ時定数回路を有して構成され、起動制御用波形生成回路から出力される起動制御用の電圧は、時定数回路のコンデンサの充電電圧の変化に応じた波形を持つ構成とすることによって、起動制御用波形生成回路は、時定数回路により定まる時定数でもって緩やかに変化する波形を持つ起動制御用の信号を、簡単な回路構成でもって、出力することができる。これにより、スイッチング電源回路の出力電圧を緩やかに立ち上がらせるソフトスタートを行うことができる。

さらにまた、起動制御用波形生成回路には、予め定められたタイミングでもって時定数回路のコンデンサの充電電圧を放電させて時定数回路をリセットするリセット回路が設けられている構成とすることによって、次に示すような効果を得ることができる。例えば、外部からの電力供給が停止したことを検知する手段を設けておき、外部電力供給停止を検知したときに時定数回路のリセットを行う構成としておけば、例えば、スイッチング電源回路が何らかの原因によって停止した後に瞬時に復帰する異常事態の起動状態であっても、スイッチング電源回路が停止したときに直ちに起動制御用波形生成回路の時定数回路がリセットされるので、瞬時停電後の異常事態の起動期間中にも、通常の起動期間中と同じ波形の起動制御用の信号が起動制御用波形生成回路から出力される。このため、瞬時停電後の復帰時に、スイッチング電源回路の出力電圧を通常の起動時と同様の立ち上がり特性でもって立ち上がらせることができる。これにより、スイッチング電源回路に接続される負荷は、スイッチング電源回路の瞬時停電後の復帰時であっても、ラッチアップ等のトラブル無く起動することができることとなる。

以下に、この発明に係る実施形態例を図面に基づいて説明する。なお、以下に説明する実施形態例の説明において、図９のスイッチング電源回路と同一構成部分には同一符号を付し、その共通部分の重複説明は省略する。

図１には第１実施形態例のスイッチング電源回路の主要な回路構成部分が示されている。この第１実施形態例では、起動制御用波形生成回路２５が設けられ、また、制御回路１２の図９に示すソフトスタート用回路１７が省略されて基準電源１６はオペアンプであるエラーアンプ１５の非反転入力端子に直接的に接続されている。これら起動制御用波形生成回路２５が設けられていること、及び、ソフトスタート用回路１７が省略されていること以外の構成は、図９に示すスイッチング電源回路１の構成とほぼ同様である。

起動制御用波形生成回路２５は、制御回路１２の分圧抵抗体１３，１４の接続部Ｘに接続されている。当該起動制御用波形生成回路２５は、スイッチング電源回路１の起動期間中に予め定められた波形を持つ起動制御用の電圧を生成し、出力電圧検出回路１０から制御回路１２のエラーアンプ１５の反転入力端子に至るまでの検出電圧Ｖkの導通経路上（出力電圧検出回路１０から制御回路１２の差動増幅回路に至るまでの検出電圧Ｖkの導通経路上）に、その生成した起動制御用の電圧を加える構成と成している。

この起動制御用波形生成回路２５を設けたことにより、この第１実施形態例のスイッチング電源回路１では、起動期間中に、起動制御用波形生成回路２５から起動制御用の電圧が出力され、その起動制御用の電圧波形を持つ電圧が出力電圧の検出電圧Ｖkとして制御回路１２のエラーアンプ１５の非反転入力端子に加えられることとなる。このため、エラーアンプ１５からは、起動制御用の電圧波形を反転させたような波形を持つ電圧が出力され、当該エラーアンプ１５の出力電圧と、三角波発生回路２１の三角波Ｓとに基づいて作成されたスイッチ素子制御用の信号がコンパレータ２０からメインスイッチ素子Ｑに加えられる。よって、起動期間中には、スイッチング電源回路１の出力電圧Ｖoutは、起動制御用の電圧波形を反転させたような波形の立ち上がり特性でもって立ち上がることとなる。

すなわち、この第１実施形態例の構成では、起動制御用波形生成回路２５から出力される起動制御用の電圧の波形によって、スイッチング電源回路１の出力電圧Ｖoutの立ち上がり特性を制御することができる。このため、起動制御用波形生成回路２５から出力される起動制御用の電圧の波形は、要求される起動時の出力電圧Ｖoutの立ち上がり特性に基づいて定められるものである。例えば、起動時の出力電圧Ｖoutの立ち上がりとして、図３（ａ）に示すような立ち上がり特性が要求されている場合には、起動制御用波形生成回路２５が図３（ａ'）に示すような波形を持つ起動制御用の電圧Ｖsを生成して、検出電圧Ｖkの導通経路上に加えることにより、要望の出力電圧Ｖoutの立ち上がり特性を得ることができる。

また、起動時の出力電圧Ｖoutの立ち上がりとして、図３（ｂ）に示すような立ち上がり特性が要求されている場合には、起動制御用波形生成回路２５は図３（ｂ'）に示すような波形を持つ起動制御用の電圧Ｖsを生成して、検出電圧Ｖkの導通経路上に加えることにより、要望の出力電圧Ｖoutの立ち上がり特性を得ることができる。同様に、図３（ｃ'）に示すような波形の起動制御用の電圧Ｖsによって、図３（ｃ）に示すような起動時の出力電圧Ｖoutの立ち上がり特性を得ることができる。また、図３（ｄ'）、（ｅ'）に示すような波形の起動制御用の電圧Ｖsによって、図３（ｄ）、（ｅ）に示すような、スイッチング電源回路１の起動から設定の遅延時間Δｔを経た後に出力電圧Ｖoutが立ち上がりを開始する立ち上がり特性を得ることができる。

起動制御用波形生成回路２５は、要求される起動制御用の電圧Ｖsの波形に応じた回路構成を有するものであり、起動制御用波形生成回路２５の回路構成には様々な構成が考えられ、起動制御用波形生成回路２５の回路構成は特に限定されるものではないが、図２には、起動制御用波形生成回路２５の回路構成の一例がスイッチング電源回路１に組み込まれた状態で示されている。

図２に示す例の起動制御用波形生成回路２５は、図３（ｄ'）に示されるような波形を持つ起動制御用の電圧を生成して出力することができる構成である。つまり、図２に示す起動制御用波形生成回路２５は、コンデンサ２７と抵抗体２８を有して構成される時定数回路である微分回路を有している。その微分回路のコンデンサ２７は、スイッチング電源回路１が起動を開始した以降に、制御回路１２の基準電源１６の基準電圧を利用して充電が開始され、起動制御用波形生成回路２５の波形出力部Ｏ（換言すれば、制御回路１２の分圧抵抗体１３，１４の接続部Ｘ）には、そのコンデンサ２７の充電電圧の増加に応じて図３（ｄ'）のＡ部分に示すように低下する波形（微分波形）を持つ起動制御用の電圧Ｖsが発生する。

また、図２の例の起動制御用波形生成回路２５にはリセット回路３０が設けられている。このリセット回路３０には、予め定められたタイミング（図２の例では入力電圧Ｖinが低下したとき）を検知する手段であるスイッチ素子３１が設けられており、リセット回路３０は、そのスイッチ素子３１のスイッチング動作により、設定のタイミングでもって微分回路（時定数回路）のコンデンサ２７の充電電圧を放電させてコンデンサ２７をリセットする。

なお、ここでは、起動制御用波形生成回路２５の回路構成の一例として、図２に示される回路構成例を示したが、もちろん、前述したように起動制御用波形生成回路２５の回路構成は、要求される出力電圧Ｖoutの立ち上がり特性に基づいて定まる起動制御用の電圧波形に応じて設計されるものであり、図２の回路構成に限定されるものではない。また、図２の例では、入力電圧Ｖinが低下したタイミングでもって、リセット回路３０が微分回路（時定数回路）のコンデンサ２７の充電電圧を放電させて時定数回路をリセットする回路構成であったが、リセット回路が時定数回路のコンデンサの充電電圧を放電させるタイミングは他のタイミング（例えば入力電圧の入力が開始されてから（スイッチング電源回路１が起動してから）予め定めた設定の時間を経過したとき）であってもよい。リセット回路は図２の回路構成に限定されず、設定のタイミングでもって時定数回路のコンデンサの充電電圧を放電させることができる適宜な回路構成を有するものである。

さらに、この第１実施形態例では、出力電圧検出回路１０の検出電圧Ｖkと、基準電圧Ｖrefとの差分電圧を増幅して出力する差動増幅回路は、オペアンプであるエラーアンプ１５を有して構成されていたが、例えば、図４に示されるように、エラーアンプ１５に代えて、シャントレギュレータ３２を設け当該シャントレギュレータ３２により差動増幅回路を構成してもよい。この場合にも、図１に示す場合と同様に、起動制御用波形生成回路２５を制御回路１２の分圧抵抗体１３，１４の接続部Ｘに接続することによって、起動制御用波形生成回路２５から出力される起動制御用の電圧を、出力電圧検出回路１０からシャントレギュレータ３２に至るまでの検出電圧Ｖkの導通経路上に加えることができて、図１に示した回路構成から得られる効果と同様の効果を奏することができる。

さらに、この第１実施形態例では、出力電圧検出回路１０は、トランス２の一次側に設けられ、三次コイルＮ３に発生した電圧を利用して間接的に出力電圧Ｖoutを検出する構成であったが、例えば、図５に示されるように、出力電圧検出回路１０'は、トランス２の二次側に設けられて直接的に出力電圧Ｖoutを検出する構成としてもよい。この場合には、その二次側の出力電圧検出回路１０'から、フォトカプラ３３を利用して、一次側の制御回路１２に検出電圧Ｖkが伝達され、一次側のフォトカプラ３３（３３ａ）からエラーアンプ１５の反転入力端子に至る検出電圧Ｖkの導通経路上に起動制御用波形生成回路２５の起動制御用の電圧が加えられるように構成される。なお、図５に示す回路構成では、トランス２の三次コイルＮ３の電圧を整流平滑する回路３４は、出力電圧検出回路として機能するのではなく、三次コイルＮ３の電圧を利用して一次側のフォトカプラ３３ａに電力を供給するための回路と成している。

以下に、第２実施形態例を説明する。なお、この第２実施形態例の説明において、第１実施形態例と同一構成部分には同一符号を付し、その共通部分の重複説明は省略する。

この第２実施形態例のスイッチング電源回路は、図１や図４や図５に示したような構成を持つ複数のスイッチング電源回路１（１Ａ，１Ｂ）が、図６に示されるように、同じ外部電源４に共通に接続されている構成を備え、それらスイッチング電源回路１Ａ，１Ｂの出力側は、それぞれ、例えば多電源装置（例えば、多電源ＩＣ等の装置）３６の別々の電源入力端子に接続されている。

それら複数のスイッチング電源回路１（１Ａ，１Ｂ）は、それぞれ、第１実施形態例に示した起動制御用波形生成回路２５を有する構成を備えており、例えば、スイッチング電源回路１Ａは３.３Ｖの電圧を多電源装置３６に供給することができるように設計され、また、スイッチング電源回路１Ｂは２.５Ｖの電圧を多電源装置３６に供給することができるように設計されている。

このような複数のスイッチング電源回路１を有する場合に、起動時に、それらスイッチング電源回路１の出力電圧Ｖoutの立ち上がりを予め定められた順番でもって順次開始させることが要求される場合がある。このような場合には、この第２実施形態例では、スイッチング電源回路１Ａ，１Ｂにそれぞれ起動制御用波形生成回路２５が設けられているので、例えば、スイッチング電源回路１Ａの起動制御用波形生成回路２５から、図７（ｂ）に示されるような波形を持つ起動制御用の電圧ＶsAが出力されるように構成し、スイッチング電源回路１Ｂの起動制御用波形生成回路２５から、図７（ｄ）に示されるような波形を持つ起動制御用の電圧ＶsBが出力されるように構成する。これにより、図７（ａ）に示されるようにスイッチング電源回路１Ａの出力電圧ＶoutAが立ち上がりを開始してから、図７（ｃ）に示すように、設定の遅延時間Δｔを経過した後に、スイッチング電源回路１Ｂの出力電圧ＶoutBの立ち上がりを開始させることができる。

また、この第２実施形態例では、各スイッチング電源回路１Ａ，１Ｂにそれぞれ起動制御用波形生成回路２５が設けられているので、スイッチング電源回路１Ａには、図７（ａ）に示されるような出力電圧ＶoutAの立ち上がり特性を持たせ、スイッチング電源回路１Ｂには、その出力電圧ＶoutAの立ち上がり特性とは異なる図７（ｃ）に示されるような出力電圧ＶoutBの立ち上がり特性を持たせることが容易となる。

なお、図６の例では、スイッチング電源回路１Ａ，１Ｂのそれぞれに起動制御用波形生成回路２５が設けられていたが、例えば、図８に示されるように、スイッチング電源回路１Ａ用の起動制御用波形生成回路２５（２５Ａ）と、スイッチング電源回路１Ｂ用の起動制御用波形生成回路２５（２５Ｂ）とが集約形成されている構成としてもよい。

なお、この発明は第１や第２の各実施形態例の形態に限定されるものではなく、様々な実施の形態を採り得るものである。例えば、第１や第２の各実施形態例では、出力側整流平滑回路３は、ダイオード６，７と、チョークコイル８と、平滑コンデンサ９とを有して構成されていたが、出力側整流平滑回路３は、二次コイルＮ２の電圧を整流平滑する回路構成を備えていればよく、図１等の回路構成に限定されるものではなく、例えば、ダイオード６，７に代えて、同期整流器が設けられる構成としてもよい。

また、制御回路１２は、出力電圧検出回路の検出電圧Ｖkと、設定の基準電圧との差を利用してスイッチ素子制御用の信号を作成することができる回路構成であればよく、図１や図４や図５に示した回路構成に限定されるものではない。

さらに、第２実施形態例のスイッチング電源回路は、２つのスイッチング電源回路１（１Ａ，１Ｂ）を有する構成であったが、もちろん、起動制御用波形生成回路２５を備えた３つ以上のスイッチング電源回路１を有する構成であってもよい。

第１実施形態例のスイッチング電源回路の主要構成部分を示した回路図である。第１実施形態例のスイッチング電源回路を構成する起動制御用波形生成回路の回路構成例を示した回路図である。起動制御用波形生成回路から出力される起動制御用の電圧波形例とその起動制御用の電圧波形によって制御されるスイッチング電源回路の出力電圧の立ち上がり特性の例を示す図である。制御回路のエラーアンプに代えて、シャントレギュレータが設けられているスイッチング電源回路の回路構成例を示した回路図である。出力電圧検出回路のその他の回路構成例を示した回路図である。第２実施形態例のスイッチング電源回路の構成例を簡略化して示した図である。複数のスイッチング電源回路を有する場合に、それら各スイッチング電源回路にそれぞれ対応して設けられた各起動制御用波形生成回路から出力する起動制御用の電圧波形例と、その起動制御用の電圧波形によって制御される各スイッチング電源回路の出力電圧の立ち上がり特性の例を示した図である。第２実施形態例の変形例を説明するための図である。ソフトスタート機能を備えたスイッチング電源回路の回路構成例を示した回路図である。スイッチング電源回路のメインのスイッチ素子を制御するためのスイッチ素子制御用の信号を作成する手法の一例を説明するための図である。図９に示すスイッチング電源回路のソフトスタート機能を説明するための図である。

符号の説明

１スイッチング電源回路
１２制御回路
１５エラーアンプ
２５起動制御用波形生成回路
２７コンデンサ
３２シャントレギュレータ
Ｑメインスイッチ素子

Claims

スイッチング電源回路から出力する出力電圧をスイッチオン・オフ動作により制御するスイッチ素子と、スイッチング電源回路の出力電圧を検出し当該出力電圧に応じた検出電圧を出力する出力電圧検出回路と、その検出電圧が加えられ当該検出電圧と予め定められている基準電圧との差を利用してスイッチ素子制御用の信号を作成してスイッチ素子に加えスイッチ素子のスイッチオン・オフ動作を制御して出力電圧を制御する制御回路とを有し、また、スイッチング電源回路の起動期間中に予め定められた波形を持つ起動制御用の電圧を、出力電圧検出回路の検出電圧の導通経路上に加える起動制御用波形生成回路が設けられていることを特徴とするスイッチング電源回路。
制御回路には、出力電圧検出回路の検出電圧と、設定の基準電圧との差分電圧を増幅して出力する差動増幅回路が設けられ、当該差動増幅回路はオペアンプを有して構成されていることを特徴とする請求項１記載のスイッチング電源回路。
制御回路には、出力電圧検出回路の検出電圧と、設定の基準電圧との差分電圧を増幅して出力する差動増幅回路が設けられ、当該差動増幅回路はシャントレギュレータを有して構成されていることを特徴とする請求項１記載のスイッチング電源回路。
起動制御用波形生成回路には、スイッチング電源回路の起動期間中に充電が行われるコンデンサを有する時定数回路が設けられており、起動制御用波形生成回路から出力される起動制御用の電圧は、時定数回路のコンデンサの充電電圧の変化に応じた波形を持つことを特徴とする請求項１又は請求項２又は請求項３記載のスイッチング電源回路。
起動制御用波形生成回路には、予め定められたタイミングでもって時定数回路のコンデンサの充電電圧を放電させて時定数回路をリセットするリセット回路が設けられていることを特徴とする請求項４記載のスイッチング電源回路。